समुद्राचे पाणी हे पृथ्वीवरील सर्वात विपुल स्त्रोतांपैकी एक आहे, जे हायड्रोजनचे स्त्रोत म्हणून - स्वच्छ उर्जेचा स्रोत म्हणून इष्ट — आणि शुष्क हवामानात पिण्याचे पाणी या दोन्ही गोष्टींचे वचन देते. परंतु गोड्या पाण्यापासून हायड्रोजन तयार करण्यास सक्षम पाणी-विभाजन तंत्रज्ञान अधिक प्रभावी बनले असतानाही, समुद्राचे पाणी एक आव्हान राहिले आहे.

ह्यूस्टन विद्यापीठातील संशोधकांनी नवीन ऑक्सिजन उत्क्रांती प्रतिक्रिया उत्प्रेरकासह एक महत्त्वपूर्ण प्रगती नोंदवली आहे ज्याने, हायड्रोजन उत्क्रांती प्रतिक्रिया उत्प्रेरकासह, समुद्री पाण्याचे इलेक्ट्रोलिसिस सुरू करण्यासाठी तुलनेने कमी व्होल्टेजची आवश्यकता असताना औद्योगिक मागणीचे समर्थन करण्यास सक्षम वर्तमान घनता प्राप्त केली आहे.

संशोधकांचे म्हणणे आहे की स्वस्त नॉन-नोबल मेटल नायट्राइड्सचे बनलेले हे उपकरण, समुद्राच्या पाण्यापासून स्वस्तपणे हायड्रोजन किंवा सुरक्षित पिण्याचे पाणी तयार करण्याच्या पूर्वीच्या प्रयत्नांना मर्यादित असलेल्या अनेक अडथळ्यांना टाळण्यास व्यवस्थापित करते. नेचर कम्युनिकेशन्समध्ये कामाचे वर्णन केले आहे.

UH येथील टेक्सास सेंटर फॉर सुपरकंडक्टिव्हिटीचे संचालक आणि पेपरचे संबंधित लेखक झिफेंग रेन म्हणाले की सोडियम, क्लोरीन, कॅल्शियमचे मुक्त आयन सेट न करता हायड्रोजन तयार करण्यासाठी समुद्राच्या पाण्याचे प्रभावीपणे विभाजन करू शकणाऱ्या उत्प्रेरकाचा अभाव हा एक मोठा अडथळा आहे. आणि समुद्राच्या पाण्याचे इतर घटक, जे एकदा मुक्त झाले की उत्प्रेरकावर स्थिर होऊ शकतात आणि ते निष्क्रिय करू शकतात. क्लोरीन आयन विशेषतः समस्याप्रधान आहेत, कारण क्लोरीनला हायड्रोजन मुक्त करण्यासाठी आवश्यकतेपेक्षा थोडा जास्त व्होल्टेज आवश्यक असतो.

संशोधकांनी टेक्सास किनाऱ्यावरील गॅल्व्हेस्टन खाडीतून काढलेल्या समुद्राच्या पाण्याने उत्प्रेरकांची चाचणी केली. रेन, UH मधील भौतिकशास्त्राचे MD अँडरसन चेअर प्रोफेसर, म्हणाले की ते सांडपाण्यावर देखील कार्य करेल, पाण्यापासून हायड्रोजनचा आणखी एक स्त्रोत प्रदान करेल जे अन्यथा खर्चिक उपचारांशिवाय निरुपयोगी आहे.

"बहुतेक लोक पाण्याचे विभाजन करून हायड्रोजन तयार करण्यासाठी स्वच्छ गोड्या पाण्याचा वापर करतात," तो म्हणाला. "पण स्वच्छ गोड्या पाण्याची उपलब्धता मर्यादित आहे."

आव्हानांना तोंड देण्यासाठी, संशोधकांनी ट्रांझिशन मेटल-नायट्राइड वापरून त्रिमितीय कोर-शेल ऑक्सिजन उत्क्रांती प्रतिक्रिया उत्प्रेरक डिझाइन आणि संश्लेषित केले, ज्यामध्ये निकल-लोह-नायट्राइड कंपाऊंड आणि निकल-मोलिब्डेनम-नायट्राइड नॅनोरोड्स सच्छिद्र निकलवर तयार केले गेले.

प्रथम लेखक लुओ यू, UH मधील पोस्टडॉक्टरल संशोधक जे सेंट्रल चायना नॉर्मल युनिव्हर्सिटीशी देखील संलग्न आहेत, म्हणाले की नवीन ऑक्सिजन उत्क्रांती प्रतिक्रिया उत्प्रेरक निकल-मॉलिब्डेनम-नायट्राइड नॅनोरोड्सच्या पूर्वी नोंदवलेल्या हायड्रोजन उत्क्रांती प्रतिक्रिया उत्प्रेरकाशी जोडलेले आहे.

उत्प्रेरक दोन-इलेक्ट्रोड अल्कलाइन इलेक्ट्रोलायझरमध्ये एकत्रित केले गेले होते, जे थर्मोइलेक्ट्रिक उपकरणाद्वारे किंवा AA बॅटरीद्वारे कचरा उष्णतेद्वारे चालविले जाऊ शकते.

1.564 V ते 1.581 V पर्यंत 100 मिलीअँपिअर प्रति चौरस सेंटीमीटर (वर्तमान घनतेचे मोजमाप, किंवा mA cm-2) वर्तमान घनता निर्माण करण्यासाठी सेल व्होल्टेजची आवश्यकता असते.

व्होल्टेज महत्त्वपूर्ण आहे, यू म्हणाले, कारण हायड्रोजन तयार करण्यासाठी किमान 1.23 V चा व्होल्टेज आवश्यक असताना, 1.73 V च्या व्होल्टेजवर क्लोरीन तयार केले जाते, म्हणजे डिव्हाइसला व्होल्टेजसह वर्तमान घनतेचे अर्थपूर्ण स्तर तयार करण्यास सक्षम असणे आवश्यक होते. दोन स्तरांदरम्यान.

रेन आणि यू व्यतिरिक्त, पेपरवरील संशोधकांमध्ये किंग झू, शाओवेई सॉन्ग, ब्रायन मॅकेल्हेनी, देझी वांग, चुनझेंग वू, झाओजुन किन, जिमिंग बाओ आणि शुओ चेन, सर्व UH; आणि सेंट्रल चायना नॉर्मल युनिव्हर्सिटीचे यिंग यू.

ScienceDaily च्या विनामूल्य ईमेल वृत्तपत्रांसह नवीनतम विज्ञान बातम्या मिळवा, दररोज आणि साप्ताहिक अद्यतनित करा. किंवा तुमच्या RSS रीडरमध्ये प्रति तास अपडेट केलेले न्यूजफीड पहा:

सायन्सडेलीबद्दल तुमचे काय मत आहे ते आम्हाला सांगा — आम्ही सकारात्मक आणि नकारात्मक अशा दोन्ही टिप्पण्यांचे स्वागत करतो. साइट वापरताना काही समस्या आहेत? प्रश्न?